Nach seiner Promotion an der Universität Wien forschte Walter Thirring zunächst im Ausland. Er arbeitete unter anderem mit Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg und Wolfgang Pauli. Seit 1959 war er Professor für Theoretische Physik an der Universität Wien. In den Jahren 1968 bis 1971 leitete er die Abteilung theoretische Physik am CERN.

Thirring entwickelte das sogenannte masselose „Thirring-Modell“ (in 2 Dimensionen), eine exakt lösbare Quantenfeldtheorie von selbstwechselwirkenden Dirac-Teilchen. Zusammen mit Elliot Lieb führte er den Nachweis, dass Materie stabil ist – die sogenannte „Lieb-Thirring-Ungleichung“. Seine Lehrbücher der mathematischen Physik, wie auch seine Einführung in die Quantenfeldtheorie (gemeinsam mit Ernest Henley), gelten als Standardwerke auf ihren Gebieten. Er war auch als Verfasser von populärwissenschaftlichen Büchern bekannt.

Walter Thirring hat schon bei der Gründung des Instituts für Hochenergiephysik eine wichtige Rolle gespielt. Auch später war er dem Institut und der experimentellen Hochenergiephysik weiterhin als Freund und Förderer verbunden. Neben seiner wissenschaftlichen Bedeutung wird er uns auch als Kollege durch seine Liebenswürdigkeit und durch sein Interesse an der Musik in Erinnerung bleiben.